원자를 물어보려고 합니다알려주세요

Question

원자는 작은 공인것 같은데 맞나요? 제가 과학에 관심이있어서 전문가 한분 구합니다 그리고 제가 또 수학을 좋아해서 수학잘하시는분도 한분 구합니다

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

직관적으로 감을 잡을 때는 작고 딱딱한 공으로 생각하셔도 틀린 말은 아니긴 합니다. 옛날 과학자들도 원자를 쪼갤 수 없는 미세한 구슬 모양으로 봤기 때문이죠. 하지만 실제 원자 속은 텅 비어 있습니다. 한가운데에 작고 무거운 원자핵이 딱 있습니다. 그 주위를 전자들이 빠른 속도로 들고 있는 거죠. 전자들이 워낙 빠르게 움직여서 겉보기에 공처럼 보일 뿐입니다. 현대 물리학으로 보면 딱딱한 알갱이라기보다는 전자가 만든 에너지 구름이 맞겠네요. 좀 더 유추를 해 보자면 축구장 한가운데 모래알 하나를 올려 놓은 게 원자핵입니다. 그리고 전자는 축구장 전체를 뛰어다닌다고 상상을 해 보면 좋겠습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

원자는 단순한 알갱이나 딱딱한 작은 공이라기보다는 중심에 매우 작고 무거운 원자핵이 있고 그 주위를 더 작은 전자가 퍼져 둘러싸고 있는 복합적인 구조입니다 현대 양자역학 관점에서 전자는 공처럼 정해진 궤도를 도는 것이 아니라 핵 주변에 일종의 구름 형태로 존재할 확률로 나타납니다 대부분의 공간이 텅 비어 있으며 전하를 띤 입자들 사이의 전기적 힘에 의해 전체적인 구조와 물리 화학적 성질이 유지됩니다. 따라서 직관적인 이해를 위해 단단한 구체로 비유하기도 하지만 실제로는 에너지와 확률의 퍼짐으로 이루어진 미시적 시스템에 가깝습니다

Answer 3

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

대략 둥근 모양이라는 점에서는 맞아요. 그런데 속이 꽉 찬 구슬 같은 공은 아니에요.

원자 한가운데에는 양성자와 중성자가 뭉친 원자핵이 있고, 그 주변을 전자가 둘러싸고 있어요. 원자 전체 크기는 0.1나노미터쯤, 머리카락 굵기의 수십만분의 1 정도인데, 원자핵은 그보다 또 10만 배쯤 작아요. 원자를 축구장만 하게 키우면 원자핵은 경기장 한가운데 놓인 콩알만 한 크기라, 원자의 대부분은 사실 텅 빈 공간이에요.

전자도 정해진 길을 따라 빙글빙글 도는 게 아니라, 원자핵 주변 어디쯤에 있을 가능성만 구름처럼 퍼져 있어요. 그래서 원자에는 딱딱한 겉면이 없고, 가장자리로 갈수록 흐릿하게 옅어져요. 이 구름이 전체적으로 둥글게 퍼져 있다 보니 교과서에서 편하게 공 모양으로 그리는 거예요. 우리가 물건을 만졌을 때 딱딱하게 느끼는 것도 원자끼리 부딪혀서가 아니라, 바깥쪽 전자들이 서로 밀어내는 힘 때문에 생기는 느낌이에요 :)